開普勒
開普勒的經歷比較複雜。我摘譯一些我感興趣的。來源於英法文資料,沒有按時間順序,有些雜亂。 有人說伽利略是現代科學的奠基人,有人說開普勒是。各有道理吧,前者貢獻是多方位的,後者把天文學數學化。 開普勒(1571-1630)生於德國,家境貧寒,早產兒,小時得過天花,長大身體不佳。 他寫的文字優美。對神極為虔敬。 雖然說開普勒家境不濟,可是當時德國(也許應該說各地方王國)還是很重視教育的,是因為政府的原因還是因為教會的原因,在這裡我不深究了。看看開普勒的教育: 在 Leonberg,Wurtemberg公爵的城市,於1577-1579 和1581-1583年,他在拉丁語學校上課。因為干農活耽擱,他於1584年進入教會學校(Seminary)。1589年,他父親出發參戰,從此消失。同年,他進入Tübingen大學,學習道德,辯證法,修辭學,希臘語,希伯來語,天文,物理,神學和人文科學。他的天文學老師Maestlin不得不講托勒枚的地心說,但是他更熱情崇拜哥白尼的日心說,引導開普勒成為哥白尼迷,也是說服伽利略採用日心說的人物之一。 開普勒本來打算成為路德派牧師,但是Graz的新教學校招一名數學教授,可能是聽從Maestlin建議,這樣1594年他就放棄了神學學習,去應聘這個職位。但是在那裡他還是編編日曆,作些占星預測。 他從1577年到1594年,就算中間中斷兩年,也學了15年了,主要是語言和人文課,所以他很能寫書,文字優美,就不足為怪了。 他的開普勒三定律,牛頓整合成為萬有引力定律。 世上所謂的軟實力,就是把摘到蘋果的也說成是栽果樹的。雖然牛頓說其成就是站在巨人肩膀上取得的,可是故事卻說他躺在果樹下看到蘋果落地想到萬有引力。發展過程應該是這樣的,哥白尼在《天體運行論》中闡述地球月亮的關係,說重心在地球,也講述了行星繞太陽旋轉,其周期距離速度存在一種簡單關係。這種關係被開普勒寫成公式。1600年,開普勒為了從奧地利費迪南王子得到數學家一職,寫了一篇論文奉獻給他,這篇論文提出了以力學為基礎的月球運動理論: "In Terra inest virtus, quae Lunam ciet" ("地球的力導致月球移動")。雖然沒有得到工作,卻預測到月蝕。有了這些成就,牛頓就集成為萬有引力定律。當然,想象出你我之間也有引力,只是太小,是一種思想飛躍。 開普勒對光學和望遠鏡的貢獻也很大。他搞清了望遠鏡和人的視覺的光學原理。 當窮人(科學家?)真不容易。伽利略做研究,要佛羅倫薩的麥迪奇家族資助。布魯諾得到威尼斯貴族資助反倒最後連命都送了。哥白尼就不需要找外人資助了,當教士做其他官職,都是送來的。開普勒就沒有哥白尼這麼幸運了,他的研究受到奧地利皇帝資助,皇帝不資助了,有德國貴族資助。可是什麼三十年戰爭導致資助不足。最後據說是在索要欠薪的路上,在暴風雪中在一個房子裡孤獨死去。 不論奧地利皇帝還是匈牙利國王,願意資助開普勒的天文學研究應該是因為他們醉心於占星術,如中國人那樣,夜觀天象,看看是否要打仗,或者有人要圖謀不軌,諸如此類的大事。 開普勒雖然作為新教徒不會受到羅馬教廷迫害,可是路德派教會也排斥他,他於1612年被開除教會(excommunication)。那個時代,說太陽對行星有吸引力,新教舊教都無法接受。他被除教的原因,是他認為月球是固體,和地球一樣,但是路德派神學家認為,聖經把月亮描述成“統治地球夜晚的弱光”,既然是光就不是固體。還好,只是除教沒有被判火刑。 但是,1615年,他的母親,時年68歲,被 Leonberg市指控為巫師。那個時代,巫師會被判火刑,子女應該跟中國1960年代受迫害的地主右派一樣成為黑狗崽子。他費了幾年幫她打官司。她應該是賣草藥幫人治病的鄉村土醫。最後,1621年Wurtemberg公爵才宣布她無罪,但是幾年折騰,6個月之後就死了。 開普勒的晚年應該因為30年戰爭而忍受一些痛苦。1618-1648的中歐30年戰爭,看上去像第一第二次世界大戰放在一起打,導致超過800萬人死亡。這場宗教戰爭,開始是中歐新教國家與天主教國家之間的對立,後來是想爭奪歐洲霸權的法國與奧地利哈布斯堡王朝的對立。 羅馬天主教壓抑科學發展?表面好像是這樣。但是,當你把這些神學家,天文學家,哲學家,數學家放在一起研究一下的時候,會想他們是那個時代的神學教育的結晶,人學得多了,懷疑古人,有新的發現,提出新理論,很正常,他們並非想埋葬宗教,只是新科學讓宗教界無所適從。他們都精於共同語言,拉丁語,甚至希臘語,所以,什麼是再生(復興)?就是古希臘古羅馬美好的東西再創造:思想,科學,文化,藝術。 從更長遠的歷史來說,基督教對於文化科學藝術的發展的貢獻是無可比擬的,想想儒學佛教回教貢獻了什麼。 說到此,自然而然可以說,創新而產生的辯論是無可厚非的,儘管有時這種辯論讓布魯諾成為殉道者。想想中國,沒有什麼人阻止你說地是圓球,可是中國人太過於相信古人的想像,而不是尋求實證,到西方人來了才知道地是圓球。而巴比倫波斯文明幾千年前就知道這個道理,希臘人繼承了,猶太人把太陽繞地球轉寫到聖經里,亞理斯多德也是這樣認為的,這就成了基督教的信條。但是,基督教的教育,對真理的追求,導致了新科學的出現,難道不可以說基督教有能力再生嗎?或者至少可以說,基督教體系比中國儒家體系更僵化嗎? 開普勒為了研究光學而解剖不同動物眼睛( Astronomiae Pars Optica). 知道為什麼德國的相機這麼有名嗎?四百年前他們就這樣研究視覺原理。 
伽利略 伽利略(1564-1642),其父為音樂家,算是小貴族家庭。伽利略是7個孩子中的老大。8歲前在家裡受的教育,也許因為看父親修樂器的緣故,動手能力很好。他家從比薩搬到佛羅倫薩,他被父親委託給舊鄰牧師教育兩年。然後進入一修道院 ( Santa Maria de Vallombrosa)學習宗教。在新人階段受到師傅們壓力不小,他沒有在宗教職業上走得太遠,因為患眼疾,1579年他被父親帶回家。兩年後,他進入比薩大學學醫,走他的光榮的老祖宗100多年前走過的路,但是他沒有什麼興趣學醫。1585年回到佛羅倫薩,沒有學完,沒有拿到學位。 成年後,伽利略要花很多錢給他的弟弟,和母親。因為他父親要給女婿什麼年金,父親死後,這份年金要兒子承擔,他弟弟無力承擔,並且搞音樂還要貼錢。意大利的婚姻法跟中國的完全不一樣。兩千多年前,凱撒也不能一夫多妻,因此得多次離婚結婚,這種婚姻法大約是維護貴族的稀缺性?可能是吧。和凱撒同時代的另一位大人物,西塞羅,他們都做過羅馬的執政官(國家首腦),他離婚還得把老婆帶來的錢退換回去,法律是這樣規定的。那麼伽利略的父親為什麼要倒貼錢嫁女兒呢?有可能是私生子,也有可能高攀了嫁給貴族了。 這種事同樣困擾伽利略,他在威尼斯的帕杜大學時跟一女子生了兩女一男,但是沒有結婚。可能是那時在這種天主教大學教授是不允許結婚的。結果,為了避免高攀倒貼錢,伽利略把兩個女兒送到修道院裡了。兒子可能轉成合法繼承人。私生子是沒有繼承權的。意大利的復興時代也真是奇怪,宗教禁慾,私生子到處都是,連達芬奇也是私生子,因此不能上大學,結果他父親就把他送去學畫畫了。 如果跟中國封建社會比的話,我認為羅馬的婚姻法更好一些。總體來說更公平一些。 伽利略從大學開始就在力學方面小有成就。但是學醫而沒有拿到學位,回到佛羅倫薩,參加父親圈子的社交活動,講講藝術和文學,被紅衣主教del Monte的圈子裡人注意到。1589年他父親去世,家裡經濟重擔在身,找工作了,宗教界朋友,包括教皇學院的耶穌會教父數學家Christophorus Clavius,把他推薦給托斯坎(包括弗洛倫薩的大區)的費迪南大公,他給了伽利略比薩大學的一個數學教席。由此可見,前面說的布魯諾在1592年想在威尼斯的帕杜大學找個數學教席也並不容易。那個教席給了伽利略。 他在比薩大學同費迪南大公的兒子不睦,在紅衣主教del Monte介紹下他得到了帕杜大學數學教授教席,從1592年始任職18年。 伽利略的成就是世所公認的,在此不必強調,反倒可以說說其不足之處。伽利略是工匠式科學家,類似於達芬奇。比如1609年他改進荷蘭人 Hans Lippershey 發明的望遠鏡,好在威尼斯工業發達,可以做出玻璃鏡,但是因為他沒有研究原理(也許研究而沒有結果),所以製造出的很多望遠鏡不靈。再比如,他提出加速度概念,又在比薩斜塔上讓同種材料不同重量的球自由下落,想證明同時落地。有了加速度,有了重力概念,幾乎可以提出萬有引力定律了,但是是牛頓提出的。因為伽利略對力學和運動學的推動,促進了數學的發展,可是讓數學更上一層樓的是開普勒和牛頓。當然,布魯諾和伽利略長於想像。布魯諾在《論無限、宇宙和諸世界》這本書當中,提出宇宙無限的思想,認為宇宙是統一的、物質的、無限的和永恆的,在太陽系以後還有無以數計的天體世界,這不是天文觀察的結論,而是當時想像的結論,卻是正確的。愛因斯坦對伽利略倍加讚賞,因為速度的相對性概念是他提出的。 有了改進望遠鏡,伽利略望月觀星,輝煌奪目。1610年,他看到木星(Jupiter)有四個衛星(衛星這個叫法是開普勒叫的,伽利略說四個月亮),加上其他觀察,寫了 Sidereus Nuncius (天上信使),威尼斯紙貴。他以前的學生,現在的托斯坎大公,高薪聘請他回佛羅倫薩。伽利略也發現,以前看到的銀河系星雲,實際是無數顆星星組成的。 伽利略把自己的發現先告訴開普勒,開普勒寫信支持他,畢竟當時有很多人不相信望遠鏡看到的東西是真實的,可是伽利略有些傲慢,當時沒有把這類信件公開發表。他也不齒開普勒做過占星術,開普勒作為皇家(奧地利)天文學家儘管支持伽利略,但是後者也沒給他一副望遠鏡。開普勒認為月球的引力(又是引力)導致地球潮汐,伽利略認為這種說法微不足道,難怪他研究重力加速度,卻沒有發現萬有引力定律。 1610年7月,伽利略離開威尼斯去佛羅倫薩,任比薩大學首席數學家,托斯坎大公首席數學家與首席哲學家。他的朋友建議他留在威尼斯,當時在意大利算是最開明的共和國,去佛羅倫薩自由可能受到影響。 1611年,伽利略炙手可熱,受紅衣主教Maffeo Barberini(未來教皇)之邀到教皇學院講學。耶穌會成立的羅馬學院也認證伽利略的觀測是精確的。1612年12月28日,伽利略用望遠鏡看到海王星(Neptune),人類的第一次。 Sidereus Nuncius (天上信使)的發表,以及其他觀測,動搖了地心說。長期信仰地心說的一些宗教界的科學家憤而反擊。 可以理解,兩派的爭議誰也說服不了誰。伽利略在1615年給克里斯丁(法國國王查理三世之女,麥迪奇大公費迪南一世之妻)的一封信的一些觀點值得提一下: 神學是科學中的皇后,但是幾何天文音樂醫術在聖經里的描述並不比阿基米德托勒枚Boethius等人更準確,等等。畢達哥拉斯及其學派,柏拉圖的老師以及柏拉圖等人相信太陽不動,地球在動。伽利略,與亞理斯多德學說已經決裂,在這封信里稱,智者的科學,受控於觀察和證明,可以成為權威而無需宗教和聖經授權。神學家不應該干涉科學,科學不是他們的能力所在也與信仰領域無關。 1616年,伽利略的日心說受到羅馬宗教審判所審核,最後決定,伽利略教學可以把日心說當成一種假設,決定適用於所有天主教國家。 1623年8月,他的朋友紅衣主教Maffeo Barberini被選為教皇,是為Urbain VIII。在此之前,伽利略透露他計劃寫一本書“世界兩大系統對話”。 1632年2月21日,伽利略,教皇阿本8世與托斯坎大公費迪南二世的保護人,在佛羅倫薩發行了他的“世界兩大系統對話”。 由此看看意大利人和法國人的文化差異,伽利略愛天主教,愛國,為了更多的人能看懂,這本書是用意大利文寫的。想想法國的思想家,他們不求國王教皇保護,寫一本書,如果當地人(包括他們自己)因為害怕國王或者教皇不敢出版發行,他們就送到阿姆斯特丹或布魯塞爾出版,化名也無所謂,笛卡兒,孟德斯鳩,伏爾泰都這樣做過。雖說,伽利略算是個例,但是如何證明不是因為這種環境很難再出第二個伽利略呢?至少事實上,意大利之後再也很難出現革命性的思想家。當然,兩國國情大不一樣,比如笛卡兒,孟德斯鳩都是貴族,不需要找資助,伏爾泰很會賺錢。並且,法國算是一個比較寬容的社會,崇尚智慧,匿名寫出離經叛道的作品,走紅之後別人也能猜出作者是誰,但是沒有人追究責任,反倒名譽迭來,獎個皇家科學院院士做做。 (to continue) |